生產(chǎn)500萬噸連鑄坯的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)爐煉鋼廠工藝設(shè)計

1、年產(chǎn)500萬噸合格鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間工藝設(shè)計目錄目錄.11緒言.41.1國外煉鋼技術(shù)的發(fā)展.41.2鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用.41.3現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程.51.4現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)存在的問題.52轉(zhuǎn)爐煉鋼車間生產(chǎn)概述.51.1主要鋼種及產(chǎn)品方案.61.2工藝流程.63轉(zhuǎn)爐煉鋼廠規(guī)劃設(shè)計.61轉(zhuǎn)爐車間組成及生產(chǎn)能力的確定.61.1車間組成.61.2轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力的確定.72主廠房工藝布置.72.1原料跨間布置.72.2爐子跨的布置.82.3精煉跨的布置.82.4澆注跨的布置.84.轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計.81爐型設(shè)計.91.1爐型選擇.91.2主要參數(shù)的確定。.92爐底供氣構(gòu)件的設(shè)計.113轉(zhuǎn)爐

2、爐體金屬構(gòu)件設(shè)計.115轉(zhuǎn)爐供氧系統(tǒng)設(shè)計.121供氧制度.121.1氧槍.121.2供氧操作.132氧槍設(shè)計.143氧槍裝置與副槍.166轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)工藝設(shè)計.171煉鋼用原材料.171.1金屬料.171.2非金屬料.182裝料制度.202.1裝料次序.202.2裝入量.202.3裝入量方法.202.4裝料操作.203造渣制度.213.1爐渣堿度的控制與石灰加入量的確定.213.2爐渣粘度的控制.213.3爐渣氧化性的控制.223.4泡沫渣及其控制.223.5放渣及留渣操作.224溫度制度.234.1出鋼溫度的確定.234.2冷卻劑及其加入量的確定.235終點控制和出鋼.246精煉工藝.24

3、7連鑄工藝.257.1鋼水準(zhǔn)備.257.2連鑄工藝.257煉鋼主廠房各車間主要設(shè)備的選擇與布置.261原料跨.261.1金屬料供應(yīng)及設(shè)備.261.2散裝料供應(yīng)及設(shè)備.272轉(zhuǎn)爐跨.292.1鋼包需要量以及容量計算.292.2渣罐和渣罐車數(shù)量的確定.293精煉設(shè)備.304連鑄跨.304.1板坯的生產(chǎn).314.2方坯的生產(chǎn).324.3其他工藝參數(shù)及設(shè)備的確定.345制氧機(jī)的選擇.366主廠房工藝布置.381原料跨跨間布置.382轉(zhuǎn)爐跨間的布置.393精煉設(shè)備的布置.424連鑄設(shè)備的布置.428轉(zhuǎn)爐煉鋼廠車間煙氣凈化系統(tǒng)與回收系統(tǒng)設(shè)計.451煙氣量的計算.451.1最大爐氣量qv0.451.2煙氣量

4、qv.451.3煙氣成分.451.4煤氣濃度修正.461.5回收煤氣量的計算.461.6煙氣凈化系統(tǒng)類型的選擇.462煙氣凈化系統(tǒng)主要設(shè)備的選擇.47-2.1煙氣收集設(shè)備煙罩.472.2煙氣冷卻設(shè)備.472.3除塵設(shè)備.472.4脫水設(shè)備.472.5抽氣設(shè)備.473含塵污水處理.479轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及生產(chǎn)組織.481生產(chǎn)組織.482煉鋼車間經(jīng)濟(jì)指標(biāo).521緒言1.1國外煉鋼技術(shù)的發(fā)展世界近代煉鋼工業(yè)首先誕生于歐洲，機(jī)器的大量發(fā)明和廣泛應(yīng)用，是煉鋼成為最基本的工業(yè)材料，對鋼鐵的數(shù)量和質(zhì)量的需求越來越高。首先公布轉(zhuǎn)爐煉鋼法的是英國發(fā)明家亨利貝塞麥，1965年，亨利貝塞麥在英國科學(xué)協(xié)會發(fā)表

5、演講，宣布其發(fā)明了底吹酸性空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，也因此此法生產(chǎn)率高、成本低的煉鋼方法，成為冶金史上的一大創(chuàng)舉，從此開創(chuàng)了大規(guī)模煉鋼的新時代?；仡櫻鯕廪D(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展，可分為以下三個時期。(1)轉(zhuǎn)爐大型化時期（19501970）：以轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)為核心，逐步完善了轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝和設(shè)備。先后開發(fā)出大型化轉(zhuǎn)爐設(shè)計技術(shù)、OG法除塵與煤氣回收技術(shù)、計算機(jī)靜態(tài)與副槍動態(tài)控制技術(shù)、鎂碳磚綜合砌筑與噴補(bǔ)掛渣等護(hù)爐工藝技術(shù)。(2)轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉時期（19701990）：這一時期，由于連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了全連鑄的煉鋼車間。對轉(zhuǎn)爐煉鋼的穩(wěn)定性和終點控制的準(zhǔn)確性提出了更高的要求。為了改善轉(zhuǎn)爐吹煉后期鋼-渣反應(yīng)遠(yuǎn)離平衡，實現(xiàn)

6、穩(wěn)定吹煉的目標(biāo)，綜合頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點，研究開發(fā)出各種頂?shù)蛷?fù)合吹煉工藝技術(shù)，在世界上迅速推廣。(3)轉(zhuǎn)爐綜合優(yōu)化時期（1990年以后）：在這一時期，由于社會對純凈鋼的生產(chǎn)需求日益增加。迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價生產(chǎn)純凈鋼的生產(chǎn)體制。圍繞純凈鋼生產(chǎn)，研究開發(fā)出鐵水“三脫”預(yù)處理、高效轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)、全自動吹煉控制與濺渣護(hù)爐等重大新工藝技術(shù)。降低了生產(chǎn)成本、大幅提高了生產(chǎn)效率。1.2鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。而鋼鐵材料是用途最廣泛的金屬材料，人類使用的金屬中，鋼鐵占90%以上。人們生活離不開鋼鐵，人們從事生產(chǎn)或其他活動所用的工具和

7、設(shè)施也都要使用鋼鐵材料。鋼鐵產(chǎn)量往往是衡量一個國家工業(yè)化水平和生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志，鋼鐵的質(zhì)量和品種對國民經(jīng)濟(jì)的其他工業(yè)部門產(chǎn)品的質(zhì)量，都有著極大的影響。世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展到今天，鋼鐵作為最重要的基礎(chǔ)材料之一的地位依然未受到根本性的影響，而且，在可預(yù)見的范圍內(nèi)，這個地位也不會因世界新技術(shù)和新材料的進(jìn)步而消弱?？v觀世界主要發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展史，不難看出鋼鐵材料工業(yè)的發(fā)展在美國、前蘇聯(lián)、日本、英國、德國、法國等國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都起到了決定性作用。這些國家和地區(qū)鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展和壯大對于推動其汽車、造船、機(jī)械、電器等工業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的騰飛都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。美國鋼鐵工業(yè)曾在20世紀(jì)70-80年代遭到來

8、自日本為主的國外進(jìn)口材料的沖擊而受到重創(chuàng)，鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)能力急劇下降，但經(jīng)過十幾年的改造和重建，終于在20世紀(jì)90年代中期恢復(fù)到其原有的鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模，為其維持世界強(qiáng)國地位繼續(xù)發(fā)揮著重要作用。由此可見鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)的重要作用，并且鋼鐵工業(yè)在整個國家的發(fā)展中都起著舉足輕重的作用。1.3現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程現(xiàn)在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)是一個龐大而復(fù)雜的綜合生產(chǎn)部門。在這個鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，鋼鐵材料的生產(chǎn)包括采礦、選礦、燒結(jié)（球團(tuán)）、焦化、煉鐵、煉鋼和各種軋鋼等過程。由于各種鋼材質(zhì)量主要決定于煉鋼工藝過程和設(shè)備，所以煉鋼成為鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程中的中心環(huán)節(jié)。目前主要的煉鋼方式是轉(zhuǎn)爐煉鋼，我國現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐鋼占總鋼產(chǎn)量的比例

9、已經(jīng)超過80%，并接近90%。過去鋼鐵冶煉的工藝流程基本是鐵水煉鋼爐（轉(zhuǎn)爐、電爐、平爐）澆鑄（模鑄、連鑄）軋鋼的模式，這樣的模式由于缺少鐵水的預(yù)處理、爐外精煉工藝，只能冶煉普通鋼種，難以冶煉優(yōu)質(zhì)特種高性能鋼材，平爐由于其爐渣堿度低，脫磷、脫硫效果差，限制了鋼材質(zhì)量的提高，隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對鋼材質(zhì)量和性能提出了更高的要求，迫使人們開發(fā)冶煉更多品種的鋼材，從而推動了煉鋼技術(shù)的不斷發(fā)展。轉(zhuǎn)爐冶煉采用鐵水預(yù)處理、爐外精煉工藝后，鋼的質(zhì)量大大提高，轉(zhuǎn)爐鋼品種增加，轉(zhuǎn)爐不僅能冶煉普通鋼種，而且能冶煉高級優(yōu)質(zhì)鋼種，甚至能冶煉包括不銹鋼在內(nèi)的特種鋼，這為轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展提供了廣闊的空間。傳統(tǒng)的鋼水澆鑄

10、一直以模鑄為主，不僅生產(chǎn)效率低、工人勞動強(qiáng)度大、車間環(huán)境惡劣，而且金屬損失大、回收率低、難以澆鑄大型鋼錠。采用連鑄后，情況大為改觀，生產(chǎn)效率和金屬回收率大為提高，工人勞動強(qiáng)度降低，實現(xiàn)了澆鑄過程的完全自動化，近十年中煉鋼連鑄比不斷提高，許多大型鋼鐵企業(yè)均已實現(xiàn)了全連鑄。高爐鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐頂?shù)蛷?fù)合吹煉爐外精煉連鑄連軋，已成為大型現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)鋼鐵生產(chǎn)模式。而高爐鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐頂?shù)蛷?fù)合吹煉RH真空精煉連鑄連軋鑄坯熱送直接軋制，則是現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的最佳工藝流程。1.4現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)存在的問題現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)普遍存在的問題主要是隨著社會對潔凈鋼的生產(chǎn)需求日益提高，迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模

11、廉價生產(chǎn)純凈鋼的生產(chǎn)體系。因此，如何降低生產(chǎn)成本、能耗，生產(chǎn)出大量的純凈鋼以達(dá)到社會的需求是當(dāng)前必須解決的問題。2轉(zhuǎn)爐煉鋼車間生產(chǎn)概述根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求及各種設(shè)計條件提出初步設(shè)計思路，這是對設(shè)計工作一個框架式的設(shè)定。方案的確定要求設(shè)計合理，能順利生產(chǎn)。1.1主要鋼種及產(chǎn)品方案本設(shè)計主要生產(chǎn)普碳鋼、低合金鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，彈簧鋼，也可根據(jù)市場的要求進(jìn)行靈活調(diào)整。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中年產(chǎn)320萬噸鑄坯的要求，確定其產(chǎn)品大綱。見表1-1。表1-1產(chǎn)品大綱鋼種代表型號年產(chǎn)鋼量所占比例鑄坯斷面長寬定長尺寸普碳鋼低合金鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼彈簧鋼Q235AQ29520Mn65Mn60萬噸60萬噸100萬噸1

12、00萬噸18.7%18.7%31.25%31.25%150150mm150150mm1801000mm220220mm9000mm9000mm9000mm9000mm1.2工藝流程根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求以及現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展趨勢，確定本設(shè)計方案其基本的工藝流程（圖1-1）。高爐鐵水混鐵車鐵水預(yù)處理倒罐站鐵水罐扒渣連鑄機(jī)鋼液鋼渣軋制連鑄機(jī)LF爐轉(zhuǎn)爐廢鋼及其它廢料圖1-1煉鋼車間工藝流程3轉(zhuǎn)爐煉鋼廠規(guī)劃設(shè)計1轉(zhuǎn)爐車間組成及生產(chǎn)能力的確定1.1車間組成現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間由以下各部分組成：鐵水預(yù)處理站及鐵水倒罐站；廢鋼堆場與配料間；主廠房（包括爐子跨、原料跨、爐外精煉及鋼包裝運跨、澆注系統(tǒng)各跨間）；鐵

13、合金倉庫及散狀原料儲運設(shè)施；渣場；耐火材料倉庫；煙氣凈化設(shè)施及煤氣回收設(shè)施；水處理設(shè)施；分析、檢測及計算機(jī)監(jiān)控設(shè)施；備品備件庫、機(jī)修間、生產(chǎn)必需的生活福利設(shè)施；水、電、氣（氧、氬、氮、壓縮空氣）等的供應(yīng)設(shè)施。1.2轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力的確定（1）轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)。根據(jù)年產(chǎn)320萬噸生產(chǎn)能力的要求，冶煉周期取40min，供氧時間為16min。采用2吹2制度，故轉(zhuǎn)爐公稱容量G=3200000/365(1440/40)2=122t，因此采取2座150t轉(zhuǎn)爐。表1-2平均每爐鋼冶煉時間推薦值轉(zhuǎn)爐容量（t）冶煉時間1003845備注結(jié)合供氧強(qiáng)度，鐵水成分和所煉吹氧時間121614181620鋼種具體確定N=8

14、5%（2）計算年出鋼爐數(shù)。每一轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù)N為：1440365T1144036540=11169爐/年式中：T1每爐鋼的平均冶煉時間，40min/爐；1440一天的時間，min/d；365一年的日歷天數(shù)，d/a；轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，取85%。車間年產(chǎn)鋼水量=nNq=211169150=3350700(t)爐外精煉收得率取：99%連鑄收得率：98%所以年產(chǎn)鑄坯量=335070099%98%=3250849t3200000t，則該車間年產(chǎn)合格鋼坯量可以滿足設(shè)計需求。2主廠房工藝布置氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的主體部分是主廠房，包括原料跨、爐子跨和澆注跨三大跨間。為了使各種物流運行順向，將原料跨和澆注跨布置在爐子

15、跨的兩側(cè)。2.1原料跨間布置原料跨內(nèi)主要完成兌鐵水、加廢鋼和轉(zhuǎn)爐爐前的工藝操作。其兩端分別布置鐵水和廢鋼工段，采用混鐵車運輸鐵水。其中布置鐵水預(yù)處理站、鐵水倒罐站。鐵水預(yù)處理采取三站工作制，脫硫預(yù)處理站脫硅預(yù)處理站脫磷預(yù)處理站。由于脫硫的條件和脫硅脫磷不一樣，考慮到工藝的順暢，故將脫硫處理布置在鐵水預(yù)處理第一站，由于脫磷要求硅含量低于0.15%，因此將脫硅預(yù)處理置于脫磷之前。鐵水預(yù)處理站內(nèi)設(shè)置兩條運輸線和與其垂直的受鐵坑（鐵水坑位于鐵水線下面），一個受鐵坑有兩個鐵水轉(zhuǎn)注位置。鐵水預(yù)處理采用噴粉處理工藝，噴吹石灰粉配加石灰石粉及石灰系脫磷劑，預(yù)處理后采用機(jī)械扒渣。在原料跨的一端設(shè)廢鋼工段供應(yīng)廢鋼

16、，用電磁吊車裝入廢鋼料斗，稱量后待用。2.2爐子跨的布置爐子跨是車間中廠房最高，建筑結(jié)構(gòu)最復(fù)雜和單位投資最多的跨間。很多重要的生產(chǎn)設(shè)備與輔助設(shè)備都布置在這里，其中包括轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)，散裝料供應(yīng)系統(tǒng)和加料、供氧系統(tǒng)，底吹氣系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)，出渣、出鋼設(shè)施，拆修爐設(shè)備。爐子跨采用橫向布置。煙道和煙罩皆沿跨間朝爐后彎曲，一是便于氧槍和副槍穿過煙罩插入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，二是有一個連續(xù)的更換氧槍的通道，換槍方便。散裝料的各個高位料倉沿爐子跨縱向布置，在其頂部有分配皮帶機(jī)通過，高位料倉布置在緊靠煙道的后面，這樣煙道傾角較大，不易積灰。轉(zhuǎn)爐煙氣凈化采用濕法文氏管洗滌器，布置在爐子跨內(nèi)。轉(zhuǎn)爐修爐方法采用上修法，煙

17、罩下部可側(cè)向移動。2.3精煉跨的布置由于產(chǎn)品大綱要求，本設(shè)計的精煉工藝流程為：轉(zhuǎn)爐LF爐。LF主要起脫氧、脫硫及調(diào)溫調(diào)整成份作用，提高連鑄率和鋼水收得率。2.4澆注跨的布置本設(shè)計采取全連鑄工藝，在連鑄跨內(nèi)安放中間包、結(jié)晶器、二冷段、拉矯機(jī)。在出坯跨中設(shè)置毛刺噴印設(shè)備、在線監(jiān)控和檢測設(shè)備、廢坯清除、精整設(shè)備和鑄坯熱運輸設(shè)備。這種布置簡化了工藝流程和運輸組織，占地少，機(jī)械化和自動化程度高，有利于實現(xiàn)鑄坯直接熱送、熱裝及連鑄連軋。連鑄設(shè)備采用橫向布置，鋼水運送距離短、物料流程合理，便于增加和擴(kuò)大連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力，把不同的作業(yè)分開，各項操作互不干擾，適于全連鑄車間。連鑄車間工藝布置的原則是：鋼水供應(yīng)方

18、便，重視中間包拆卸、修砌和烘烤，以及對結(jié)晶器和二冷扇形段的更換、對弧等設(shè)備設(shè)置專門工作區(qū)，留有適當(dāng)?shù)蔫T坯精整區(qū)域，采用計算機(jī)技術(shù)等。4.轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計氧氣轉(zhuǎn)爐是轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的主體設(shè)備。本章以頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐為重點，對其爐型、爐襯、爐體金屬結(jié)構(gòu)和傾動機(jī)構(gòu)以及底部供氣構(gòu)件進(jìn)行選型和設(shè)計。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐是繼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐之后，于70年代中期出現(xiàn)的一種新型轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備。頂?shù)讖?fù)吹兼有頂吹易于控制成渣過程和底吹可以增大熔池攪拌器強(qiáng)度的優(yōu)點，是節(jié)能降耗、擴(kuò)大品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑；特別對于容量較大的轉(zhuǎn)爐，更具有其優(yōu)越性。因此，近幾年來獲得迅速發(fā)展。據(jù)報道，日本基本淘汰了單純頂吹法，國內(nèi)轉(zhuǎn)爐的發(fā)展方向也

19、是積極采用復(fù)吹。1爐型設(shè)計1.1爐型選擇本設(shè)計轉(zhuǎn)爐公稱容量為150噸，屬于大中型轉(zhuǎn)爐，采用筒球形爐型。1.2主要參數(shù)的確定。（1）爐容比：由于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程比單純頂吹平穩(wěn)，其鋼渣噴濺高度相應(yīng)低于后，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的爐容比可略小于頂吹轉(zhuǎn)爐。從目前實際情況來看，二者爐容比基本相同，即復(fù)吹轉(zhuǎn)爐一般也取0.850.95m3/t爐容比取0.92m3/t。（2）熔池尺寸：1）熔池直徑DKGtD1.6150/16=4.90m式中D熔池直徑，mG新爐金屬裝入量，t，可取公稱容量150t吹氧時間，min，取16K比例系數(shù)，取1.62）熔池深度計算：由于選用轉(zhuǎn)爐類型為頂?shù)讖?fù)吹型轉(zhuǎn)爐，故本設(shè)計使用截錐型爐底。根據(jù)公式：

20、Vc=G/式中：Vc熔池體積，m3G新爐金屬裝入量，t，可近似的取其公稱容量150t；鋼水密度，=6.8t/m3則Vc=G/=150/6.8=22.06m3又有通常倒截錐體頂面直徑b=0.7D故存在如下關(guān)系式：Vc=0.574hD2式中：h熔池深度，m則可以求出h=Vc/0.574D2h=1.600m=1600mm（3）爐帽尺寸的確定：設(shè)計時考慮以下因素：穩(wěn)定性，便于兌鐵水和加廢鋼，減少熱損失，避免出鋼時鋼渣混出或從爐口流渣，減少噴濺。主要確定爐帽傾角、爐口直徑d和爐帽高度H帽。口1）爐帽傾角：對于150t的轉(zhuǎn)爐，選取62。2）爐口直徑d：考慮到滿足兌鐵水和加廢鋼的要求，減少熱損失，減少噴口濺

21、，減少空氣進(jìn)入爐內(nèi)和改善爐前操作條件等因素，爐口直徑d=0.45D=2.02m?？?）爐帽高度H帽：為了維護(hù)爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴(kuò)大，在路口上部設(shè)有高度為H=400mm的直線段。因此爐帽高度為口H=1/2（D-d）tg+H帽口口=1/2(4.90-2.02)tg62o+0.40=2.52m爐帽總?cè)莘eV帽V=（H帽-H）（D2+Dd+d2）+d2H=22.35m3124帽（4）出鋼口尺寸計算：出鋼口中心線水平傾角取18出鋼口尺寸d出631.75G=180mm出鋼口外徑一般為出鋼口內(nèi)徑的6倍左右，即d外=6d出=1080mm出鋼口長度LT出鋼口長度一般為出鋼口內(nèi)徑的78倍，即L

22、T（78）d本設(shè)計取為7，則LT=1260mm（5）爐子內(nèi)型高度：本設(shè)計中爐容比選0.92轉(zhuǎn)爐有效容積Vt=1500.92=138.0m3出DD2H身24V4(VVV）身t帽池m式中：V、V、V分別為爐帽、爐身和熔池的容積；帽身池Vt轉(zhuǎn)入有效容積=爐容比公稱容量。H=H+H+h=2520+4960+1600=9080mm=9080m內(nèi)帽身（6）轉(zhuǎn)爐爐襯的設(shè)計：爐襯一般由永久層、填允層和工作層三層組成。1)永久層：緊貼爐殼鋼板，通常是用一層鎂磚或高鋁磚側(cè)砌而成，厚度113115mm，其作用是保護(hù)爐殼鋼板，修爐時不拆除。2)填允層：介于永久層和工作層之間，一般是用焦油鎂砂搗打而成。厚度80100。

23、填允層的作用是減輕工作層受熱膨脹時對爐殼鋼板的擠壓作用，便于修爐時迅速拆除工作層和砌爐操作。也有的爐不設(shè)填允層。3)工作層一般用鎂碳磚砌成。所謂爐襯壽命即工作層的壽命，當(dāng)工作層被侵蝕損壞后（殘余厚度10mm）就要更換爐襯了。工作層厚度為400800mm，爐底工作層比爐身略薄一些，約350600mm，填允層80100mm，爐身永久層113200mm，爐底永久層300500。本例設(shè)計取爐身工作層為750mm，永久層150mm，填允層100mm，則總厚度為750+150+100=1000mm，D殼內(nèi)=4.90+1.02=6.90m爐帽和爐底工作層均選為600mm，爐帽永久層為150mm，填充層為10

24、0mm；爐底永久層用標(biāo)準(zhǔn)鎂磚立砌一層230mm，黏土磚平砌三層653=195mm，填充層100mm，則爐底磚襯總厚度為600+230+100+195=1125mm。（7）爐殼厚度的確定爐身部分選78mm厚的鋼板，爐帽和爐底部分選用65mm厚的鋼板，則H=9.080+1.125+0.065=10.250m總=D殼6.90+20.078=7.056mH總D殼，=10250/7056=1.441.3符合要求，所以認(rèn)為所設(shè)計的爐子尺寸基本上是合適的，能夠保證轉(zhuǎn)爐正常運轉(zhuǎn)。2爐底供氣構(gòu)件的設(shè)計底部供氣作用為加強(qiáng)攪拌型，實行頂部吹氧和底部吹N2、Ar，先吹氧后吹氬。采用類環(huán)縫管式噴嘴，可以噴吹各種氣體和粉

25、劑。八個噴嘴非均勻布置于爐底。3轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件由爐殼、爐體支承裝置及傾動機(jī)構(gòu)組成。（1）爐殼：爐殼由爐帽、爐身和爐底組成。爐帽制成圓椎型。采用水冷爐口，使用蛇形鋼管鑄在鑄鐵的爐口圈內(nèi)制成，用卡板焊在爐帽上。爐身呈圓柱形，爐底采用截錐型。爐帽可以移動，爐身和爐底進(jìn)行焊接。在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，爐殼承受多種負(fù)荷的作用，是爐殼產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，以致引起不同程度的變形。因此必須選用抗蠕變強(qiáng)度高、焊接性能好的材料。本設(shè)計選用16Mn。爐殼尺寸如下：爐帽鋼板厚度65mm，爐身鋼板厚度78mm，爐底鋼板厚度65mm，爐殼高度10250mm，爐殼外徑7056mm。（2）支承裝置：支承裝置主要由

26、托圈、爐體與托圈的連接裝置、耳軸及其軸承組成。托圈采用鋼板焊成呈箱形斷面的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其尺寸如下：斷面高度2100mm，斷面寬度700mm，蓋板厚度120mm，腹板厚度70mm。托圈與爐殼之間間隙參照爐殼直徑的3%確定，以改善爐身的通風(fēng)條件和適當(dāng)留有擴(kuò)容潛力。爐殼與托圈采用自調(diào)螺栓連接裝置。爐殼上部焊有兩個加強(qiáng)圈，爐殼通過他們和三個帶球面墊圈的自調(diào)螺栓與托圈連接在一起，三個螺栓在圓周上呈120度布置，且與焊在托圈蓋板上的支座鉸接。該結(jié)構(gòu)能適應(yīng)爐殼和托圈的不等量變形，載荷分布均勻，制作方便，工作性能好。耳軸及其軸承：爐體和托圈的全部載荷都通過耳軸，經(jīng)軸承座傳給地基；同時傾動機(jī)構(gòu)的傾動力矩又通過耳軸

27、傳給托圈和爐體。因此耳軸應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度以適應(yīng)以上多種載荷的要求。采用合金鋼材質(zhì)，其直徑取1150mm，其軸承采用重型雙列向心球面滾子軸承，與托圈的連接方式采用法蘭螺栓連接。傾動機(jī)構(gòu)：保證轉(zhuǎn)爐傾動角度達(dá)到360，實現(xiàn)與氧槍和煙罩機(jī)構(gòu)連鎖，能適應(yīng)載荷的變化和結(jié)構(gòu)的變形。采用兩級調(diào)速，低速為0.1r/min，高速為1.0r/min。傾動力矩選取應(yīng)確保操作的安全性，而軸位置的確定應(yīng)兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性。其具體參數(shù)如下：最大傾動力矩為2000KN/m，耳軸中心到爐底的距離為5200mm。傾動機(jī)構(gòu)采用電動機(jī)齒輪傳動方式，為了保證設(shè)備運行的安全性和實現(xiàn)設(shè)備輕、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少的目的，本設(shè)計采用全懸

28、掛式傾動機(jī)構(gòu)。5轉(zhuǎn)爐供氧系統(tǒng)設(shè)計1供氧制度供氧制度的主要內(nèi)容包括確定合理的噴頭結(jié)構(gòu)、供氧強(qiáng)度、氧壓和槍位控制。供氧是保證雜質(zhì)去除速度、熔池升溫速度、造渣制度、控制噴濺去除鋼中氣體與夾雜物的關(guān)鍵操作，關(guān)系到終點的控制和爐襯的壽命，對一爐鋼冶煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)生重要影響。1.1氧槍氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設(shè)備，它是由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)組成。噴頭是用導(dǎo)熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加工而成，也有用壓力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目前應(yīng)用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮擴(kuò)張收縮型噴孔，當(dāng)出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比p出/p056%），雜質(zhì)量少，塊度合適。氧化鐵亦稱鐵磷，是鋼坯

29、加熱，軋制和連鑄過程中產(chǎn)生的氧化殼層，鐵量約占70%-75%。氧化鐵皮還有助于化渣和冷卻作用，使用時應(yīng)加熱烘烤，保持干燥。2裝料制度2.1裝料次序?qū)κ褂脧U鋼的轉(zhuǎn)爐，一般先裝廢鋼后裝鐵水。先加潔凈的輕廢鋼，再加入中型和重型廢鋼，以保護(hù)爐襯不被大塊廢鋼撞傷，而且過重的廢鋼最好在兌鐵水后裝入。為了防止?fàn)t襯過分急冷，裝完廢鋼后，應(yīng)立即兌入鐵水。爐役末期，以及廢鋼裝入量比較多的轉(zhuǎn)爐也可以先兌鐵水，后加廢鋼。2.2裝入量裝入量指煉一爐鋼時鐵水和廢鋼的裝入數(shù)量，它是決定轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量、爐齡及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素之一。裝入量中鐵水和廢鋼配比是根據(jù)熱平衡計算確定。通常，鐵水配比為70%-90%，其值取決于鐵水溫

30、度和成分，爐容比、冶煉鋼種、原材料質(zhì)量和操作水平等。確定裝入量時，考慮的因素：（1）爐容比：它是指轉(zhuǎn)爐內(nèi)自由空間的容積與金屬裝入量之比(m3/t)，通常在0.7-1.0波動。（2）熔池深度：合適的熔池深度應(yīng)大于頂槍氧氣射流對熔池的最大穿透深度，以保證生產(chǎn)安全，爐底壽命和冶煉效果。（3）爐子附屬設(shè)備：應(yīng)與鋼包容量、澆注吊車起重能力、轉(zhuǎn)爐傾動力矩大小、連鑄機(jī)的操作等相適應(yīng)。2.3裝入量方法目前國內(nèi)采用三種即定量裝入、定深裝入和分階段定量裝入法。（1）定量裝入指整個爐役期間，保證金屬料裝入量不變；（2）定深裝入指整個爐役期間，隨著爐子容積的增大依次逐漸增大裝入量，保證每爐的金屬熔池深度不變；（3）分

31、階段定量裝入法指將整個爐按爐膛的擴(kuò)大程度劃分為若干階段，每個階段實行定量裝入法。分階段定量裝入法兼有兩者的優(yōu)點，是生產(chǎn)中最常見的裝入制度。本設(shè)計采用此種方法。2.4裝料操作目前，本設(shè)計采用混鐵車供應(yīng)鐵水，即高爐來的鐵水儲存在混鐵車中，用時倒入鐵水罐天車兌入（解決高爐出鐵與轉(zhuǎn)爐用鐵不一致的矛盾，同時保證鐵水的溫度穩(wěn)定，成分波動?。?；廢鋼則是事先按計算值裝入料斗，用時天車加入。為減輕廢鋼對爐襯的沖擊，裝料順序一般是先兌鐵水后加廢鋼，爐役后期尤其如此。兌鐵水時，應(yīng)爐內(nèi)無渣（否則加石灰）且先慢后快，以防引起劇烈的碳氧反應(yīng)，將鐵水濺出爐外而釀成事故。目前國內(nèi)各廠普遍采用濺渣護(hù)爐技術(shù)，因而多為先加廢鋼后兌

32、鐵水，可避免兌鐵噴濺。3造渣制度3.1爐渣堿度的控制與石灰加入量的確定爐渣堿度是脫硫、脫磷能力的基本標(biāo)志，早期爐渣的堿度一般控制在2.42.8之內(nèi)，在冶煉含磷硫較高的原料和低磷硫的鋼種時，要提高堿度，一般控制在2.83.2。石灰加入量主要根據(jù)鐵水中硅磷含量和爐渣堿度確定在鐵含磷量較低，采用單渣法和廢鋼做冷卻劑時，石灰加入量可安下式計算：石灰加入量=2.14%SiR1000%CaO有效kg/t金屬料式中R=(%CaO)/(%SiO2)堿度（%CaO）石灰中的有效CaO含量%CaO-R%SiO石灰有效2當(dāng)鐵水中含磷較高并假定金屬料中含磷量的90氧化進(jìn)入爐渣，則石灰加入量按下式計算：石灰加入量100

33、0R2.14%Si1.31%P%CaO有效式中R%CaO%SiO0.634%PO；2250.6340.90142/621.31；142/62為P2O5相對分子質(zhì)量與P2相對分子質(zhì)量之比影響石灰溶解速度的因素(1）FeO是石灰的基本熔劑，有利于時會的溶解，F(xiàn)eO能降低爐渣的粘度，加速石灰塊外部的傳質(zhì)，并改善爐渣對石灰的潤濕和爐渣向石灰孔隙中的滲透，F(xiàn)eO和CaO同是立方晶系，有利于氧化鐵向石灰晶格中遷移和擴(kuò)散。(2）中期爐渣“返干”使石灰溶解緩慢?！胺蹈伞敝饕固嫉募ち已趸乖醒趸F濃度降低較多，致使?fàn)t渣的熔點顯著升高，爐渣變稠而不活躍，成為半固體狀態(tài)而失去精練能力。(3）溫度對石灰的熔解速度

34、也有影響，高溫使外部和內(nèi)部的傳質(zhì)加速，使生成的渣殼和硅酸二鈣迅速熔解。兌鐵水前，預(yù)熱石灰，能顯著增加成渣過程。(4）螢石能降低CaO以及2CaO-SiO2熔點，吹煉中期加入螢石可以防止?fàn)t渣“返干”。3.2爐渣粘度的控制過粘的爐渣去除磷、硫緩慢，含有大量的金屬珠，降低鋼水的收得率；過稀得爐渣則強(qiáng)烈侵蝕爐襯。渣粘得原因通常是爐渣得熔點與當(dāng)時的熔池溫度接近，熔池的溫度低于爐渣的液相線時，爐渣特別粘稠。此時，提高渣中CaF2、（FeO）、MnO、MgO等含量都能使?fàn)t渣熔點降低，流動性改善。在確保去硫、磷的條件下，加入白云石等含MgO的材料，適當(dāng)提高終渣的粘度，可以在終渣停吹時，部分粘附在爐襯內(nèi)表面，使

35、爐齡延長。3.3爐渣氧化性的控制用渣中氧化鐵的活度表示爐渣的氧化性使最合理的，因為渣中的氧化鐵不會呈自由狀態(tài)存在，但是，由于確定氧化鐵的活度相當(dāng)復(fù)雜，因此一般只用于研究工作，生產(chǎn)中普遍用氧化鐵的濃度表示爐渣的氧化性，影響爐渣氧化性的主要因素:（1）槍位和氧壓：在一定的供氧強(qiáng)度下，槍位提高或氧壓降低時，爐渣的氧化性增強(qiáng)。（2）脫碳速度：脫碳速度越大，碳奪取爐渣中的氧越強(qiáng)烈，而且熔池攪拌越有力，促進(jìn)爐渣中的氧化鐵向金屬中傳遞，爐渣氧化性大大減弱。（3）溫度對爐渣的氧化性是間接的，熔池溫度低而使金屬和爐渣粘度增大，爐渣向金屬傳遞氧和金屬吸收射流的氧減慢，爐渣的氧化性增強(qiáng)。對鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼的終渣氧化性

36、，有不同的要求。鎮(zhèn)靜鋼要求盡可能完全脫氧，因此，在保證去除磷，硫的條件下，應(yīng)將渣中（FeO）控制在盡可能低的限度內(nèi)。沸騰鋼要求有適當(dāng)?shù)暮趿浚禑捄?.2%的沸騰鋼時，往往需要增強(qiáng)爐渣的氧化性以提高鋼水的含氧量，吹煉含碳0.08%沸騰鋼時，應(yīng)避免終渣氧化性過強(qiáng)。3.4泡沫渣及其控制在頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉的前、中期，提高爐渣中（FeO）的含量以加入石灰的熔化和促進(jìn)去磷，產(chǎn)生泡沫渣是不可避免的，往往是在爐渣（FeO）高和熔池溫度較低時產(chǎn)生的。目前對泡沫渣還不能完全控制，通常在吹煉中期或稍微偏前一些，泡沫化程度達(dá)到最大值，熔池面上漲出現(xiàn)在堿度1.51.7和脫碳速度最大的時候。在開吹的初期，由于渣量很少

37、和脫碳速度不大，熔池面上漲很少，爐渣的泡沫化不致造成溢渣和噴濺。隨著吹煉的進(jìn)行，渣量迅速增大，在采用高（FeO）化渣時，爐渣的泡沫化程度迅速增大。如果熔池溫度較低，爐渣較粘，一旦碳開始劇烈氧化，泡沫渣將大量從爐口溢出，并產(chǎn)生強(qiáng)烈噴濺。吹煉末期，脫碳速度下降，熔池溫度升高，爐渣的泡沫化程度隨之減小。為了避免爐渣的過分泡沫化，還應(yīng)盡可能保持吹煉初期的熱行。在鐵水溫度較低時，應(yīng)先提溫，待溫度上升后，再提槍化渣。鐵礦石或其他固體氧化劑不應(yīng)一次加入過多，以免使熔池溫度劇烈下降，渣中（FeO）急劇增多。采用軟燒石灰，可降低化渣所需要的（FeO）含量，爐渣流動性也好，可使?fàn)t渣泡沫化程度減小，鐵水含硅量降低可

38、以減少渣量，減輕泡沫渣危害。3.5放渣及留渣操作目前，轉(zhuǎn)爐的造渣操作有吹煉中途不放渣的“單渣法”，中途放出部分爐渣的“雙渣法”，以及將上爐的部分或全部終渣留在爐內(nèi)作為下一爐渣料的“雙渣留渣法”，。單渣法：用含硅量1.0%和含磷量0.30.4的鐵水吹煉低碳鋼，在去硫率達(dá)40即可滿足所煉鋼種要求時，通常采用單渣法。雙渣法：當(dāng)鐵水含硅量1.0，產(chǎn)去硫率40的鋼種，水含磷量達(dá)0.51.5；或原料含磷量雖0.5，但要求生產(chǎn)低磷的高、中碳鋼；以及要在爐內(nèi)加入大量含有易氧化元素的合金廢鋼時，應(yīng)用雙渣法。雙渣留渣法：雙渣法的終渣，一般有高的堿度和比較高的（FeO）含量，它對鐵水具有一定的去磷和去硫能力，熔點不

39、高，本身含有大量的物理熱。將這種爐渣部分地、甚至全部留在爐內(nèi)，可以顯著加速下一爐初期渣的成渣過程，提高吹煉前期的去磷和去硫率，節(jié)省石灰用量和提高爐子的熱效率，4溫度制度4.1出鋼溫度的確定出鋼溫度可按下式確定：t液=t1+t2+t3式中t1所澆鋼種的液相線溫度t2澆注過程種鋼水的溫降t3從出鋼、鋼水精煉到開澆時鋼水的溫降，（1）：t決定于鋼液成分，鋼種不同或者同一鋼種成分有差異時，其液相線液溫度液不同，t可按下列推薦公式計算t液液=153788%C+8%Si+5%Mn+30%P+25%S+5%Cu+4%Ni+2%Mo+2%V+1.5%Cr（2）t1它是鋼水澆注過程中的溫降，即鋼水開澆時必須保持

40、的過熱溫度。合適的開澆溫度主要由生產(chǎn)條件和澆注質(zhì)量所決定，連鑄過熱度通常為530，內(nèi)部質(zhì)量要求嚴(yán)格的鋼以過熱度偏低為好。（3）t2其值隨生產(chǎn)條件不同而異，它與出鋼時間、鋼流狀態(tài)、盛鋼桶大小、桶襯溫度、加入鐵合金狀況、鎮(zhèn)靜時間等有關(guān)，一般為3080。對于連鑄，由于增加了中間包熱損失，中間包水口小，澆注時間長，因此鋼水溫度要比模鑄高2050，對于有精煉工序的車間，還必須考慮精煉過程中鋼水溫度的升降。4.2冷卻劑及其加入量的確定冷卻劑的冷卻效果q為加熱冷卻劑到一定的熔池溫度時消耗的物理熱（Q）冷熱和冷卻劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)消耗的化學(xué)熱（Q）之和，即qQ+Q化冷熱化頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼所用的冷卻劑一般有廢鋼、鐵

41、礦石、氧化鐵皮，廢鋼作為冷卻劑的優(yōu)點是雜質(zhì)少，可減少成渣量。鐵礦石用作冷卻劑的優(yōu)點是加料時不占用吹煉時間，有利于快速成渣和去磷，并能降低氧耗和鋼鐵料消耗，吹煉過程中調(diào)節(jié)溫度比較方便，氧化鐵皮是軋鋼的鐵屑，其冷卻效果比礦石穩(wěn)定，含雜質(zhì)少，生成渣量也少。廢鋼加入量的計算假設(shè)需要廢鋼進(jìn)行冷卻的富余熱量為Q，廢鋼的冷卻效果為q余廢鋼，則應(yīng)加q入的廢鋼量G廢鋼為：QG余廢鋼廢鋼鐵礦石加入量的計算。由于鐵礦石含SiO2，故用鐵礦石作冷卻劑時，為了保持爐渣的規(guī)定堿度R，需要補(bǔ)加石灰。因此在計算鐵礦石加入量時，應(yīng)考慮補(bǔ)加石灰的冷卻作用。如果G表示礦石的加入量，G表示補(bǔ)加石灰量，q表示礦石灰礦鐵礦石的冷卻效果，

42、q表示石灰的冷卻效果，Q為富余熱量，則石灰余Q余Gq+G礦礦石灰q石灰G石灰GSiO2礦R為了保持規(guī)定的爐渣堿度R，需補(bǔ)加的石灰量可根據(jù)礦石中SiO2的含量（SiO2）和石灰中自由CaO的CaO求出。礦自由礦CaO自由由上面式子得出鐵礦石的加入量CaOG礦Q礦qSiO2余R礦自由q石灰5終點控制和出鋼終點控制是轉(zhuǎn)爐吹煉末期的重要操作。有于脫磷比脫碳操作復(fù)雜，因此總是盡可能提前讓磷、硫去除到終點要求的范圍內(nèi)。這樣，終點控制便簡化為脫碳和鋼水溫度控制，所以把停止吹氧又稱為“拉碳”，從廣義上講，終點控制應(yīng)包括所有影響鋼質(zhì)量的終點操作和工藝因素控制。轉(zhuǎn)爐的自動控制可以達(dá)到準(zhǔn)確控制吹煉過程和終點的目的，

43、具有較高的命中率，經(jīng)驗控制經(jīng)常采用“增碳法”和“拉碳法”。增碳法省去倒?fàn)t、取樣及隨后的補(bǔ)吹時間，因而生產(chǎn)率高，終渣（FeO）高，化渣耗，去磷率高，熱量收入較多，有利于增加廢鋼用量。拉碳法具有終點鋼水氧含量和終渣（FeO）較低，終點鋼水含錳量較高、氧氣消耗較少等優(yōu)點。轉(zhuǎn)爐出鋼時間約26min，應(yīng)采用紅包出鋼和擋渣出鋼法。6精煉工藝出鋼后，鋼包車運載鋼包至精煉跨進(jìn)行精煉，本設(shè)計采用LF爐設(shè)備進(jìn)行精煉，精煉后的鋼水運往連鑄跨進(jìn)行澆注。（1）加熱與溫度控制LF爐采用電弧加熱，加熱效率一般60，高于電爐升溫?zé)嵝?。噸鋼水平均升?耗電0.50.8kWh。升溫速度決定于供電比功率（kVA/t），供電比功率

44、的大小又決定于鋼包耐材的熔損指數(shù)。通常LF爐的供電比功率為150200kVA/t，升溫速度可達(dá)35/min，采用埋弧泡沫技術(shù)可提高加熱效率1015。采用計算機(jī)動態(tài)控制終點溫度可保證控制精度5。（2）白渣精煉工藝?yán)冒自M(jìn)行精煉，實現(xiàn)脫硫、脫氧、生產(chǎn)超低硫和低氧鋼。白渣精煉是LF爐工藝操作的核心：出鋼擋渣，控制下渣量5kg/t鋼包渣改質(zhì)，控制R2.5，渣中w(TFe+MnO)3.0白渣精煉，一般采用Al2O3-CaO-SiO2系爐渣，控制R4，渣中w(TFe+MnO)1.0控制爐內(nèi)氣氛為弱氧化性，避免爐渣再氧化適當(dāng)攪拌，避免鋼液面裸露，并保證熔池內(nèi)具有較高的傳質(zhì)速度。（3）合金微調(diào)于窄成分控制在

45、線建立快速分析設(shè)施，保證分析相應(yīng)時間3min精確估算鋼水重量和合金收得率鋼水脫氧良好，實現(xiàn)白渣精煉計算機(jī)在線準(zhǔn)確計算各種合金加入量，保證鋼水成分的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。7連鑄工藝7.1鋼水準(zhǔn)備（1）出鋼溫度的確定：T出鋼TC+T（2）調(diào)整鋼水溫度的措施：總1）鋼包：鋼包內(nèi)吹氬攪拌；加廢鋼降溫；爐外精煉加熱；2）中間包：中間包加熱；（3）鋼水成分的控制1）碳是對組織性能影響最大的元素，在符合鋼種標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，避開裂紋敏感區(qū)。2）硅錳是對組織影響的另外兩個元素，澆注的前后期硅錳含量應(yīng)不變，多爐連澆時、盡量穩(wěn)定。3）其它雜質(zhì)元素（O、S、N、H）7.2連鑄工藝（1）澆注操作大包開澆；加入中間包覆蓋劑（

46、液面200mm)；中間包開澆(300mm)；移開擺動流槽；起步(結(jié)晶器液面距上口80100mm)自動拉坯；加保護(hù)渣、撈渣圈；換包以防大包下渣（2）澆注溫度控制控制大包到平臺溫度，以盡量減少中間包溫度的波動（3）拉坯速度控制按結(jié)晶器出口處坯殼厚度計算按鑄機(jī)冶金長度計算（4）影響拉速的因素鋼種；斷面形狀和尺寸；注溫（5）拉坯速度控制塞棒；滑動水口；定徑水口（6）冷卻控制（二冷）二冷強(qiáng)度確定原則：1）自上到下冷卻強(qiáng)度由強(qiáng)到弱2）最大冷速：200/m，鑄坯表面溫度回升應(yīng)小于100/m3）矯直避開脆性區(qū)7煉鋼主廠房各車間主要設(shè)備的選擇與布置煉鋼車間的主要設(shè)備的選擇和計算，主要指煉鋼車間中各跨中設(shè)備的選擇

47、和計算。計算的目的是設(shè)備的選型（確定其容量和規(guī)格、型號和尺寸）與確定必要的數(shù)量。并為所需工作場地和存放場地的工藝布置提供依據(jù)。下面是對各跨間主要設(shè)備的選擇和計算。1原料跨1.1金屬料供應(yīng)及設(shè)備（1）混鐵車本設(shè)計采用全連續(xù)鑄鋼，而不設(shè)模鑄車間，由于轉(zhuǎn)爐容量為150t，故采用混鐵車（魚雷罐車）運送鐵水?；扈F車的結(jié)構(gòu)如圖6-1所示，其形狀可保證有較小的熱損失N=RDT=3.82，取4臺。Q=1.153.82=4.4取5臺。圖6-1混鐵車結(jié)構(gòu)圖混鐵車的容量根據(jù)轉(zhuǎn)爐容量而定，一般為轉(zhuǎn)爐的整數(shù)倍，并與高爐出鐵量相當(dāng)。轉(zhuǎn)爐煉鋼車間所需混鐵車臺數(shù)N計算如下：轉(zhuǎn)爐煉鋼車間所需魚雷罐車的臺數(shù)計算式如下：340.4

48、562424N車間一晝夜生產(chǎn)周轉(zhuǎn)的魚雷罐車數(shù)R一晝夜出鋼爐數(shù)，34D每爐鋼使用魚雷罐車的車次，0.45次/爐T魚雷罐車的作業(yè)周轉(zhuǎn)時間6h由于備用的魚雷罐車為總數(shù)的15%，所以總（2）鐵水罐對于150t的轉(zhuǎn)爐，選擇150t的鐵水罐，并且由于鐵水罐的使用壽命長，車間共需鐵水罐5個，其中2個工作，2個烘烤，1個修理。（3）廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)1）轉(zhuǎn)爐車間晝夜所需廢鋼量Q=nTB式中：T轉(zhuǎn)爐公稱爐容量，t；B廢鋼比；n車間晝夜出鋼爐數(shù)。則Q=3415012.27%=625.77t/d2）廢鋼料斗容量及數(shù)量廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢鋼的裝入量，廢鋼一次一斗裝入，其廢鋼料斗容積V（m3）計算式如下：=Vq20

49、.972.50.8=10.50m3AQx式中：q每爐加入廢鋼量，根據(jù)物料平衡計算得本設(shè)計為15012.27%=20.97t；料斗裝滿系數(shù)，取0.8；廢鋼的堆積密度，t/m3，本設(shè)計取2.5t/m3。廢鋼料斗數(shù)量為車間周轉(zhuǎn)之料斗數(shù)，再加上備用料斗數(shù)量，設(shè)計中取5個。3）廢鋼貯倉容積或堆放場地所需面積廢鋼進(jìn)行分類存放，堆放于原料跨一端的廢鋼間中，按每爐需用量裝入廢鋼料斗運至轉(zhuǎn)爐前。廢鋼間的面積決定于廢鋼儲存定額，由于本設(shè)計中設(shè)定企業(yè)有自己的廢鋼加工站，考慮儲存3天，廢鋼間面積可按下式計算：3=594.15m21.2H1.21.22.5式中：Q每日所需廢鋼量，t/d，根據(jù)物料平衡計算得本設(shè)計為712

50、.98t/dx廢鋼儲存天數(shù)，d，本設(shè)計為3d；H廢鋼儲存允許高度，包含坑的深度，按平均取1.2m；廢鋼堆積密度，本設(shè)計取2.5t/m3;1.2裝滿系數(shù)。1.2散裝料供應(yīng)及設(shè)備（1）地面料倉容積和數(shù)量的確定地面料倉的容積V（m3）：VQt0.8Y式中：Q一天需要的原料量，t；t貯存天數(shù)，取2天；0.8料倉裝滿系數(shù)；Y散料堆積密度，t/m3。根據(jù)物料平衡計算可得：石灰：V=(5.88/91.07)150342/(0.81.0)=823.21m3螢石：V=(0.44/91.07)150342/(0.81.7)=36.24m3選用標(biāo)準(zhǔn)料倉，總?cè)萘繛椋篤=126m3白云石：V=(2.20/91.07)1

51、50342/(0.81.7)=181.18m3焦炭粉：V=(0.036/91.07)150342/(0.80.6)=8.40m3總故料倉需要個數(shù)：石灰料倉個數(shù)：n=823.21/126=6.53取7個螢石料倉個數(shù)：n=36.24/126=0.29取1個白云石料倉個數(shù)：n=181.18/126=1.44取2個焦炭粉料倉個數(shù)：n=8.40/126=0.07取1個（2）上料方式的選擇本設(shè)計采用全膠帶運輸上料系統(tǒng)，其作業(yè)流程如下：地下（或地面)料倉固定膠帶運輸機(jī)轉(zhuǎn)運漏斗可逆式膠帶運輸機(jī)高位料倉分散稱量漏斗電磁振動給料器匯集膠帶運輸機(jī)匯集料斗轉(zhuǎn)爐這種上料系統(tǒng)的特點是運輸能力大，上料速度快而且可靠，能夠進(jìn)

52、行連續(xù)作業(yè)，有利于自動化；但它的占地面積大，投資多，上料和配料時有粉塵外逸現(xiàn)象。（3）高位料倉容積和數(shù)量的確定高位料倉的作用在于臨時儲料，并利用重力向轉(zhuǎn)爐及時和可靠地供料保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。高位料倉的橫截面一般為矩形，上部為長方體，下部為四角錐形。椎體部分的傾角不小于4550，放料口尺寸為標(biāo)準(zhǔn)散狀料尺寸的36倍以上，一般大致為150300mm，以保證料倉內(nèi)的散狀料能自由下落，避免堆積成拱和卡料。高位料倉沿爐子跨縱向布置有三種方案，分別為共用高位料倉、部分共用高位料倉、單獨高位料倉。本設(shè)計選用單獨高位料倉。高位料倉容積計算：Vqt0.8Y式中：V料倉容積；q一天內(nèi)轉(zhuǎn)爐原料消耗量，t；0.8料倉裝滿

53、系數(shù)；t原料貯存時間，取h；Y散料堆積密度，t/m3；石灰按68小時備料，其它24h，白班上料。石灰：V=(5.88/91.07)15034(1/3)/(0.81.0)=137.02m3螢石：V=(0.44/91.07)150341/(0.81.7)=18.12m3白云石：V=(2.20/91.07)150341/(0.81.7)=90.59m3焦炭粉：V=(0.036/91.07)150341/(0.80.6)=4.20m3各散料標(biāo)準(zhǔn)倉計算和數(shù)量的確定：鐵礦石、石灰、螢石、白云石、焦粉用料倉容量選25m3，則：石灰料倉個數(shù)：137.02/25=5.50取6個螢石料倉個數(shù)：18.12/25=0

54、.73取1個白云石料倉個數(shù)：90.59/25=3.62取4個焦炭粉料倉個數(shù)：4.20/25=0.17取1個采用共用料倉，其優(yōu)點是料倉數(shù)目少，停爐后料倉中剩余石灰處理方便。缺點是稱量及下部給料器的作業(yè)頻率太高，出現(xiàn)臨時故障時會影響生產(chǎn)。（4）鐵合金的供應(yīng)QAT=7.08，取8個；24602460鐵合金料倉容積計算：VQt0.8Y式中：V料倉容積；Q一天內(nèi)轉(zhuǎn)爐原料消耗量，t；0.8料倉裝滿系數(shù)；t原料貯存時間，h；Y鐵合金堆積密度，t/m3；鐵合金儲存天數(shù)為3天FeSi：V=(0.49/91.07)150343/(0.82.5)=41.2m3FeMn：V=(1.02/91.07)150343/(0

55、.83.5)=61.2m3各種鐵合金標(biāo)準(zhǔn)倉計算和數(shù)量的確定：鐵合金用料倉容量選25m3，則：FeSi所用料倉個數(shù)：41.2/25=1.65取2個FeMn所用料倉個數(shù)：61.2/25=2.45取3個大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的鐵合金供應(yīng)采用類似于散狀料系統(tǒng)的全膠帶供料系統(tǒng)。這種系統(tǒng)工作可靠，運輸量大，機(jī)械化程度高，對于需要鐵合金品種多，用量大的煉鋼車間特別適用。2轉(zhuǎn)爐跨轉(zhuǎn)爐車間布置150t轉(zhuǎn)爐兩座。2.1鋼包需要量以及容量計算車間需要的鋼包數(shù)Q10的計算式如下：Q10=Q11+Q12+Q13=12個式中：Q11車間每晝夜生產(chǎn)周轉(zhuǎn)使用的鋼包個數(shù)，34300111Q12車間每晝夜冷修的鋼包數(shù)，Q12=At/2

56、4F=(3450)(2440)=1.77，取2個；Q13車間備用的鋼包數(shù)，取鋼包總數(shù)的10%，本設(shè)計取2個；A車間每晝夜出鋼爐數(shù)；T1每爐鋼使用鋼包的作業(yè)時間，min，本設(shè)計取300min；t每個冷修鋼包修理周期時間，h，本設(shè)計取50h；F鋼包使用壽命，本設(shè)計取40次鋼包容量一般取轉(zhuǎn)爐容量的1.1倍，取170t。2.2渣罐和渣罐車數(shù)量的確定設(shè)計冶煉2爐渣裝一渣，冶煉初期，每爐出鋼為150t，由物料平衡知一爐鋼產(chǎn)生的渣量為(11.74/91.07)150=19.34t，則一罐渣為38.68t，取爐渣比容為0.28m3/t，則渣罐容積為38.680.28=10.83m3，根據(jù)渣罐系列取20m3。車

57、間所需的渣罐數(shù)量Q為40QQQQ=8個40414243Q車間每晝夜周轉(zhuǎn)使用的渣罐數(shù)量，QZT2424式中5個；41414=176=4.25取Q生產(chǎn)時常安放在爐下渣車上和其它指定位置上的渣罐，取2個；42Q車間渣罐備用數(shù)，約取總數(shù)的10%，取1個；43Z每晝夜車間生產(chǎn)需要的渣罐數(shù)，Z=34/2=17個；T一個渣罐的作業(yè)周轉(zhuǎn)時間，取6h43精煉設(shè)備LF精煉爐設(shè)備包括以下幾部分：電弧加熱設(shè)備，渣料、合金料的稱量、運送、添加裝置，鋼包爐爐體及鋼包臺車，鋼水?dāng)嚢韫逶O(shè)備。本設(shè)計選擇LF精煉爐2座LF爐整體結(jié)構(gòu)為鋼包車移動式。作為精煉爐爐體的鋼包內(nèi)型尺寸較位矮粗，H/D1，鋼包上口外緣裝有水冷圈，防止包口

58、變形和保證爐蓋與之密封接觸，底部裝有滑動水口和吹氬透氣磚，鋼包可須按氣密性焊接的要求焊制。LF爐電弧加熱系統(tǒng)與三相電弧爐加熱裝置相似，電極支撐與傳動結(jié)構(gòu)相似，只是尺寸隨鋼包爐結(jié)構(gòu)而異。200t鋼包爐的技術(shù)數(shù)據(jù)如下:初煉爐150t的轉(zhuǎn)爐鋼包爐容量200t鋼包爐變壓器容量21/25MV.A初級電壓10kV次級電壓300V/110V次級電流38kV電極直徑450mm電極心圓直徑800mm加熱效果平均加熱速度3.8/min平均能耗0.55kWh/t爐蓋下部與鋼包上口接觸處采用密封裝置，爐蓋采用水冷結(jié)構(gòu)型，為保護(hù)水冷構(gòu)件和減少冷卻水帶走熱量，在水冷爐蓋的內(nèi)表面襯以搗制耐火材料，下部還掛鑄造的保護(hù)擋板，以

59、防鋼液激烈噴濺，粘結(jié)爐蓋。4連鑄跨采用弧形連鑄機(jī)，本設(shè)計任務(wù)為板坯100萬噸，方坯220萬噸4.1板坯的生產(chǎn)板坯尺寸為180mm1000mm（1）鋼包允許的最大澆注時間Tmax=lgG0.2f0.3式中Tmax鋼包允許的最大澆注時間，minG鋼包容量，150tf質(zhì)量系數(shù)，取12則Tmax=lgG0.2lg1500.2f=12=79min0.30.3（2）拉坯速度理論最大拉速vmax(4K2D2)L式中vmax理論的最大拉速，m/min；L冶金長度；D鑄坯厚度，180mm；K綜合凝固系數(shù)，取30。最小坯殼厚度：min=KmLmvmax式中Km結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固系數(shù)，mm/min1/2，可取20；L

60、m結(jié)晶器的有效長度，0.9m；min結(jié)晶器出口處的最小坯殼厚度，取15mm?？汕蟮胿max=1.6m/s；L=14.4m工作拉速vKLS式中v工作拉速，m/minL鑄坯橫斷面周邊長，mmS鑄坯橫斷面面積，mm2K速度換算系數(shù)，取80則v801802100021.04m/min根據(jù)實際經(jīng)驗選取為1.5m/min18000（3）連鑄機(jī)的流數(shù)當(dāng)一臺連鑄機(jī)只澆注一種斷面時，其流數(shù)N的計算式如下：則nG2.54則板坯連鑄機(jī)為3流。nGtSv式中G鋼包容量，取150t；t鋼包允許澆注時間，取40min；S鑄坯斷面面積，m2；v拉速，取1.5m/min；鑄坯密度，取7.8t/m3150tSv7.8（4）連鑄